ຄໍາອະທິບາຍລາຍລະອຽດຂອງຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງສຸດ MOSFET ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ

MOSFET ສ່ວນໃຫຍ່ທີ່ໃຊ້ໃນການນໍາໃຊ້ພະລັງງານແມ່ນອຸປະກອນຕິດຢູ່ດ້ານ (SMD), ລວມທັງຊຸດເຊັ່ນ SO8FL, u8FL, ແລະ LFPAK. ເຫດຜົນວ່າເປັນຫຍັງ SMDs ເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະຖືກເລືອກແມ່ນວ່າພວກເຂົາມີຄວາມສາມາດພະລັງງານທີ່ດີແລະຂະຫນາດທີ່ນ້ອຍກວ່າ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ບັນລຸການແກ້ໄຂທີ່ຫນາແຫນ້ນກວ່າ. ເຖິງແມ່ນວ່າອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມສາມາດພະລັງງານທີ່ດີ, ບາງຄັ້ງຜົນກະທົບການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນແມ່ນບໍ່ເຫມາະສົມ.

ເນື່ອງຈາກການ soldering ໂດຍກົງຂອງກອບນໍາ (ລວມທັງແຜ່ນລະບາຍນ້ໍາ exposed) ຂອງອຸປະກອນກັບພື້ນທີ່ clad ທອງແດງ, ຄວາມຮ້ອນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນສົ່ງຜ່ານ PCB. ສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງອຸປະກອນໄດ້ຖືກຫຸ້ມຢູ່ໃນຫຸ້ມຫໍ່ພາດສະຕິກແລະພຽງແຕ່ສາມາດ dissipate ຄວາມຮ້ອນໂດຍຜ່ານການ convection ອາກາດ. ດັ່ງນັ້ນ, ປະສິດທິພາບການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄຸນລັກສະນະຂອງແຜ່ນວົງຈອນ: ຂະຫນາດຂອງພື້ນທີ່ເຄືອບທອງແດງ, ຈໍານວນຊັ້ນ, ຄວາມຫນາ, ແລະຮູບແບບ. ສະຖານະການນີ້ສາມາດເກີດຂື້ນໄດ້ໂດຍບໍ່ຄໍານຶງເຖິງວ່າກະດານວົງຈອນໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຊຸດຄວາມຮ້ອນຫຼືບໍ່. ຄວາມອາດສາມາດພະລັງງານສູງສຸດຂອງອຸປະກອນທົ່ວໄປບໍ່ສາມາດບັນລຸລະດັບທີ່ດີທີ່ສຸດເນື່ອງຈາກວ່າ PCBs ໂດຍທົ່ວໄປບໍ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງແລະມະຫາຊົນຄວາມຮ້ອນ. ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້ແລະຫຼຸດຜ່ອນຂະຫນາດຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຕື່ມອີກ, ອຸດສາຫະກໍາໄດ້ພັດທະນາຊຸດ MOSFET ໃຫມ່ທີ່ເປີດເຜີຍກອບນໍາ MOSFET (ລະບາຍນ້ໍາ) ຢູ່ເທິງສຸດຂອງຊຸດ (ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1).

ຮູບທີ 1 ຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງສຸດ

1​, ຂໍ້​ດີ​ຮູບ​ແບບ​ຂອງ​ການ​ແຜ່​ກະ​ຈາຍ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​ເທິງ​

ເຖິງແມ່ນວ່າ SMD ພະລັງງານແບບດັ້ງເດີມມີປະໂຫຍດສໍາລັບການບັນລຸການແກ້ໄຂ miniaturization, ພວກເຂົາຮຽກຮ້ອງໃຫ້ບໍ່ມີອົງປະກອບອື່ນໆທີ່ວາງໄວ້ຢູ່ດ້ານຫລັງຂອງກະດານວົງຈອນຂ້າງລຸ່ມນີ້ເນື່ອງຈາກການພິຈາລະນາການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ. ພື້ນທີ່ບາງອັນໃນແຜງວົງຈອນບໍ່ສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້, ສົ່ງຜົນໃຫ້ຂະໜາດລວມຂອງແຜງວົງຈອນສຸດທ້າຍມີຂະໜາດໃຫຍ່ຂຶ້ນ. ແລະອົງປະກອບເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງສາມາດຂ້າມບັນຫານີ້: ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນຂອງມັນຖືກປະຕິບັດຜ່ານທາງເທິງຂອງອຸປະກອນ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ອົງປະກອບສາມາດຖືກວາງຢູ່ເທິງກະດານຂ້າງລຸ່ມນີ້ MOSFET.

ພື້ນທີ່ນີ້ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຈັດອົງປະກອບດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້ (ແຕ່ບໍ່ຈໍາກັດ):

ອຸປະກອນພະລັງງານ

ວົງຈອນຂັບປະຕູຮົ້ວ

ອົງປະກອບສະຫນັບສະຫນູນ (capacitors, buffers, ແລະອື່ນໆ)

ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ມັນຍັງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຂະຫນາດຂອງກະດານວົງຈອນ, ຫຼຸດລົງເສັ້ນທາງຂອງສັນຍານຂັບລົດປະຕູ, ແລະບັນລຸການແກ້ໄຂທີ່ເຫມາະສົມຫຼາຍ.

ຮູບທີ 2 ພື້ນທີ່ອຸປະກອນ PCB

ເມື່ອປຽບທຽບກັບອຸປະກອນ SMD ມາດຕະຖານ, ອົງປະກອບຂອງເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນເທິງບໍ່ພຽງແຕ່ໃຫ້ພື້ນທີ່ຈັດວາງຫຼາຍເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຫຼຸດຜ່ອນການຊ້ອນກັນຄວາມຮ້ອນ. ສ່ວນໃຫຍ່ຂອງການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນຈາກຊຸດການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນເທິງໂດຍກົງເຂົ້າໄປໃນຊຸດຄວາມຮ້ອນ, ດັ່ງນັ້ນ PCB ຮັບຜິດຊອບຄວາມຮ້ອນຫນ້ອຍ. ຊ່ວຍຫຼຸດອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກຂອງອຸປະກອນອ້ອມຂ້າງ.

2, ປະໂຫຍດປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນຂອງການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນເທິງ

ບໍ່ເຫມືອນກັບ MOSFETs ພື້ນຜິວແບບດັ້ງເດີມ, ຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ານເທິງຊ່ວຍໃຫ້ຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍກົງກັບກອບຂອງອຸປະກອນ. ເນື່ອງຈາກການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງຂອງໂລຫະ, ອຸປະກອນການລະບາຍຄວາມຮ້ອນປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນເຮັດດ້ວຍໂລຫະ. ຕົວຢ່າງ, ເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນສ່ວນຫຼາຍແມ່ນເຮັດດ້ວຍອາລູມິນຽມ, ມີການນໍາຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງ 100-210 W / mk. ເມື່ອປຽບທຽບກັບວິທີການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນແບບດັ້ງເດີມຜ່ານ PCB, ວິທີການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນຜ່ານວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ການນໍາຄວາມຮ້ອນແລະຂະຫນາດວັດສະດຸແມ່ນປັດໃຈສໍາຄັນທີ່ກໍານົດຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນ. ການຕໍ່ຕ້ານຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາ, ການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າ.

R θ=ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຢ່າງແທ້ຈິງ

Δ X = ຄວາມຫນາຂອງວັດສະດຸຂະຫນານກັບການໄຫຼຄວາມຮ້ອນ

A = ພື້ນທີ່ຂ້າມຕັດຕັ້ງສາກກັບກະແສຄວາມຮ້ອນ

K=ການນໍາຄວາມຮ້ອນ

ນອກເຫນືອຈາກການປັບປຸງການນໍາຄວາມຮ້ອນ, ເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນຍັງໃຫ້ມະຫາຊົນຄວາມຮ້ອນຫຼາຍກວ່າເກົ່າ - ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼີກເວັ້ນການອີ່ມຕົວຫຼືສະຫນອງໄລຍະເວລາຄວາມຮ້ອນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າຄົງທີ່. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າຂະຫນາດຂອງ radiator mounted ເທິງສາມາດມີການປ່ຽນແປງ. ສໍາລັບການປ້ອນພະລັງງານຄວາມຮ້ອນຈໍານວນທີ່ແນ່ນອນ, ມະຫາຊົນຄວາມຮ້ອນຫຼືຄວາມອາດສາມາດຄວາມຮ້ອນແມ່ນອັດຕາສ່ວນໂດຍກົງກັບການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ.

Cth=ຄວາມອາດສາມາດຄວາມຮ້ອນ, J/K

Q=ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ, J

Δ T = ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ, K

PCBs ມັກຈະມີຮູບແບບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແລະຖ້າຄວາມຫນາຂອງແຜ່ນທອງແດງແມ່ນຕໍ່າ, ມັນສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາ (ຄວາມອາດສາມາດຄວາມຮ້ອນ) ແລະການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ດີ. ປັດໃຈເຫຼົ່ານີ້ທັງຫມົດເຮັດໃຫ້ MOSFETs ພື້ນຜິວມາດຕະຖານບໍ່ສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີທີ່ສຸດໃນລະຫວ່າງການໃຊ້. ໃນທາງທິດສະດີ, ຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນຊັ້ນເທິງມີປະໂຫຍດຂອງການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນໂດຍກົງຜ່ານມະຫາຊົນຄວາມຮ້ອນສູງແລະແຫຼ່ງການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ, ດັ່ງນັ້ນການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນຂອງມັນ (Zth (℃ / W)) ຈະດີກວ່າ. ພາຍໃຕ້ການເພີ່ມຂຶ້ນທີ່ແນ່ນອນຂອງອຸນຫະພູມ junction, ການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າຈະສະຫນັບສະຫນູນການປ້ອນຂໍ້ມູນພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ສໍາລັບຊິບ MOSFET ດຽວກັນ, ຊິບທີ່ມີການຫຸ້ມຫໍ່ລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງສຸດຈະມີຄວາມສາມາດໃນປະຈຸບັນແລະພະລັງງານສູງກວ່າຊິບທີ່ມີການຫຸ້ມຫໍ່ SMD ມາດຕະຖານ.

ຮູບທີ 3 ເສັ້ນທາງການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນຂອງຊຸດການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນເທິງສຸດ (ເທິງ) ແລະຊຸດ SO8FL (ລຸ່ມ)

3​, ການ​ຕິດ​ຕັ້ງ​ການ​ທົດ​ສອບ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ສົມ​ທຽບ​ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​

ເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນແລະກວດສອບຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນຂອງການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນເທິງ, ພວກເຮົາໄດ້ເຮັດການທົດສອບປຽບທຽບການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມ chip ແລະການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນ TCPAK57 ແລະ SO8FL ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ມີຊາຍແດນຕິດຄວາມຮ້ອນດຽວກັນ. ເພື່ອຮັບປະກັນປະສິດທິພາບ, ສອງອຸປະກອນໄດ້ຖືກທົດສອບພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂໄຟຟ້າດຽວກັນແລະຂອບເຂດຄວາມຮ້ອນ. ຄວາມແຕກຕ່າງແມ່ນວ່າຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນຂອງ TCPAK57 ໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ຂ້າງເທິງອຸປະກອນ, ໃນຂະນະທີ່ຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນ SO8FL ແມ່ນຕິດຕັ້ງຢູ່ດ້ານລຸ່ມຂອງ PCB, ໂດຍກົງຢູ່ດ້ານລຸ່ມຂອງພື້ນທີ່ MOSFET (ຮູບ 3). ນີ້ແມ່ນການແຜ່ພັນຂອງການນໍາໃຊ້ອຸປະກອນໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພາກສະຫນາມ. ໃນລະຫວ່າງໄລຍະເວລາການທົດສອບ, ຄວາມຫນາທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງວັດສະດຸການໂຕ້ຕອບຄວາມຮ້ອນ (TIMs) ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກວດສອບວ່າການຫຸ້ມຫໍ່ອຸປະກອນໃດສາມາດຖືກປັບປຸງໃຫ້ເຫມາະສົມໂດຍໃຊ້ຂອບເຂດຄວາມຮ້ອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ການທົດສອບໂດຍລວມແມ່ນດໍາເນີນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: ກະແສໄຟຟ້າຄົງທີ່ (ເພາະສະນັ້ນພະລັງງານຄົງທີ່) ຖືກນໍາໃຊ້ກັບສອງອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ junction ແມ່ນຕິດຕາມກວດກາເພື່ອກໍານົດອຸປະກອນທີ່ເຮັດວຽກທີ່ດີກວ່າ.

4​, ການ​ຄັດ​ເລືອກ​ອຸ​ປະ​ກອນ​ແລະ​ຮູບ​ແບບ PCB​

ໃນແງ່ຂອງການເລືອກອຸປະກອນ, MOSFETs ໃນແຕ່ລະຊຸດມີຂະຫນາດຊິບດຽວກັນແລະໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີດຽວກັນ. ນີ້ແມ່ນເພື່ອຮັບປະກັນວ່າແຕ່ລະອຸປະກອນມີການບໍລິໂພກພະລັງງານດຽວກັນກັບປະຈຸບັນແລະເພື່ອຮັບປະກັນການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນທີ່ສອດຄ່ອງໃນລະດັບຊຸດ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ພວກເຮົາສາມາດຫມັ້ນໃຈໄດ້ວ່າຄວາມແຕກຕ່າງຂອງການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນທີ່ວັດແທກແມ່ນຍ້ອນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງການຫຸ້ມຫໍ່. ສໍາລັບເຫດຜົນເຫຼົ່ານີ້, ພວກເຮົາເລືອກທີ່ຈະໃຊ້ TCPAK57 ແລະ SO8FL. ພວກເຂົາໃຊ້ການອອກແບບກອບແລະຕົວຍຶດທີ່ແຕກຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍ, ຫນຶ່ງທີ່ມີຕົວນໍາ (TCPAK57) ແລະຫນຶ່ງທີ່ບໍ່ມີຕົວນໍາ (SO8FL). ມັນຄວນຈະສັງເກດເຫັນວ່າຄວາມແຕກຕ່າງເຫຼົ່ານີ້ມີຂະຫນາດນ້ອຍແລະຈະບໍ່ມີຜົນກະທົບທີ່ສໍາຄັນຕໍ່ການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນທີ່ຄົງທີ່, ດັ່ງນັ້ນເຂົາເຈົ້າສາມາດຖືກລະເລີຍ. ຫຼັງຈາກໃຫ້ພາລາມິເຕີ, ອຸປະກອນທີ່ເລືອກແມ່ນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

NVMFS5C410N SO8FL

NVMJST0D9N04CTXG TCPAK57

ເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າຂອບເຂດຄວາມຮ້ອນອື່ນໆທັງຫມົດຍັງຄົງທຽບເທົ່າ, ພວກເຮົາໄດ້ອອກແບບສອງ PCBs ດຽວກັນເພື່ອຮອງຮັບຊຸດ SO8FL ຫຼື TCPAK57. ການອອກແບບ PCB ປະກອບດ້ວຍ 4 ຊັ້ນ, ແຕ່ລະປະກອບດ້ວຍ 1 ອອນສ໌ຂອງທອງແດງ. ຂະໜາດ 122 x 7 ມມ. ກະດານ SO8FL ບໍ່ມີທາງຜ່ານຄວາມຮ້ອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ທໍ່ລະບາຍນ້ໍາກັບຊັ້ນນໍາອື່ນໆຂອງແຜ່ນວົງຈອນ (ເຊິ່ງບໍ່ແມ່ນສິ່ງທີ່ດີທີ່ສຸດສໍາລັບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ); ໃນການຕັ້ງຄ່າການປຽບທຽບນີ້, ມັນສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເປັນສະຖານະການລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ຮ້າຍແຮງທີ່ສຸດ.

ຮູບ 5 ແຕ່ລະຊັ້ນຂອງ PCB (ຊັ້ນ 1 ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນມຸມຊ້າຍເທິງ, ຊັ້ນ 2 ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນມຸມຂວາເທິງ, ຊັ້ນ 3 ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນມຸມຊ້າຍລຸ່ມ, ແລະຊັ້ນ 4 ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນມຸມຂວາລຸ່ມ).

5, radiators ແລະວັດສະດຸການໂຕ້ຕອບຄວາມຮ້ອນ (TIM)

ເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ໃຊ້ໃນຂະບວນການທົດສອບແມ່ນເຮັດດ້ວຍອາລູມິນຽມແລະອອກແບບໂດຍສະເພາະສໍາລັບການຕິດຕັ້ງໃນ PCB. ເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນ 107mm × 144mm ແມ່ນເຮັດຄວາມເຢັນຂອງແຫຼວ, ມີພື້ນທີ່ລະບາຍຄວາມຮ້ອນ 35mm × 38mm ທີ່ຕັ້ງຢູ່ດ້ານລຸ່ມຂອງຕໍາແຫນ່ງ MOSFET. ແຫຼວທີ່ຜ່ານ radiator ແມ່ນນ້ໍາ. ນ້ໍາເປັນເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປໃນການນໍາໃຊ້ພາກສະຫນາມ. ສໍາລັບສະຖານະການທົດສອບທັງຫມົດ, ອັດຕາການໄຫຼແມ່ນຖືກກໍານົດເປັນຄ່າຄົງທີ່ຂອງ 0.5 gpm. ນ້ໍາສາມາດສະຫນອງຄວາມອາດສາມາດຄວາມຮ້ອນເພີ່ມເຕີມ, ການໂອນຄວາມຮ້ອນຈາກ radiator ກັບລະບົບການສະຫນອງນ້ໍາ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນອຸນຫະພູມອຸປະກອນ.

ຮູບທີ 6 ການຕັ້ງຄ່າແອັບພລິເຄຊັນ

ເພື່ອສົ່ງເສີມການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນໃນການໂຕ້ຕອບ MOSFET ທີ່ດີກວ່າ, ຄວນໃຊ້ເຄື່ອງຕື່ມຊ່ອງຫວ່າງຄວາມຮ້ອນ. ນີ້ຊ່ວຍຕື່ມຂໍ້ບົກພ່ອງທີ່ອາດເກີດຂື້ນໃນດ້ານການໂຕ້ຕອບ. ອາກາດ, ເປັນຕົວນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ດີ, ເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງທາງອາກາດ. TIM ທີ່​ໃຊ້​ສໍາ​ລັບ​ການ​ທົດ​ສອບ​ແມ່ນ Bergquist 4500CVO sealant, ມີ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ຄວາມ​ຮ້ອນ 4.5 W/mK. ໃຊ້ຄວາມຫນາທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍຂອງ TIM ນີ້ເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີທີ່ສຸດ. ຄວາມຫນາຄົງທີ່ແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍຜ່ານການນໍາໃຊ້ gaskets ຄວາມແມ່ນຍໍາລະຫວ່າງຄະນະວົງຈອນແລະຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນ. ຄວາມຫນາຂອງເປົ້າຫມາຍທີ່ໃຊ້ແມ່ນ: ~ 200 µm ~ 700 µm

6​, ວົງ​ຈອນ​ການ​ທົດ​ສອບ​ແລະ​ການ​ໃຫ້​ຄວາມ​ຮ້ອນ / ວິ​ທີ​ການ​ວັດ​ແທກ​

ການຕັ້ງຄ່າວົງຈອນ onboard ທີ່ເລືອກແມ່ນການຕິດຕັ້ງເຄິ່ງຂົວ, ຍ້ອນວ່າມັນເປັນຕົວແທນຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພາກສະຫນາມທົ່ວໄປ. ຄວາມໃກ້ຊິດຂອງອຸປະກອນສອງອັນຕໍ່ກັບກັນນັ້ນສະທ້ອນເຖິງການຈັດວາງຢູ່ບ່ອນໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ, ເພາະວ່າສາຍໄຟທີ່ສັ້ນກວ່າຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຂອງແມ່ກາຝາກ. ເນື່ອງຈາກການທັບຊ້ອນກັນຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງອຸປະກອນ, ນີ້ຈະມີບົດບາດທີ່ແນ່ນອນໃນການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນ.

ເພື່ອປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງໃນມູນຄ່າຕ່ໍາ, ປະຈຸບັນຈະຜ່ານ diode ຂອງຮ່າງກາຍຂອງ MOSFET. ເພື່ອຮັບປະກັນວ່າມັນເປັນກໍລະນີສະເຫມີ, ວົງຈອນປິດປະຕູໄປຫາ pins ແຫຼ່ງ. ການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເຄິ່ງຂົວ FET ທໍາອິດຈົນກ່ວາອຸນຫະພູມຈຸດຄົງທີ່ (ອຸນຫະພູມບໍ່ມີຕໍ່ໄປອີກແລ້ວ), ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຕິດຕາມກວດກາແຮງດັນໄຟຟ້າແຫຼ່ງ (Vsd) ຜ່ານແຫຼ່ງສັນຍານຂະຫນາດນ້ອຍ 10 mA ຍ້ອນວ່າອຸນຫະພູມເຊື່ອມຕໍ່ກັບຄືນສູ່ອຸນຫະພູມຂອງຄວາມເຢັນ. ເວລາທີ່ຕ້ອງການເພື່ອບັນລຸສະຖານະຄົງທີ່ຂອງຄວາມຮ້ອນໃນລະຫວ່າງຂະບວນການເຮັດຄວາມຮ້ອນແມ່ນເທົ່າກັບເວລາທີ່ຕ້ອງການເພື່ອກັບຄືນສູ່ສະພາບທີ່ບໍ່ມີໄຟຟ້າ. Vsd ຂອງ diode ຂອງຮ່າງກາຍແມ່ນເປັນເສັ້ນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບອຸນຫະພູມ junction, ດັ່ງນັ້ນອັດຕາສ່ວນຄົງທີ່ (mV / ℃) (ກໍານົດໂດຍລັກສະນະຂອງແຕ່ລະອຸປະກອນ) ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອ correlated ກັບ Δ Tj. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ແບ່ງ Δ Tj ໃນໄລຍະຄວາມເຢັນທັງຫມົດໂດຍການບໍລິໂພກພະລັງງານໃນຕອນທ້າຍຂອງໄລຍະການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນ (Zth) ຂອງລະບົບທີ່ໃຫ້.

ການວັດແທກການສະຫນອງພະລັງງານ 2A, ການສະຫນອງພະລັງງານ 10 mA, ແລະ Vsd ແມ່ນການປຸງແຕ່ງທັງຫມົດໂດຍ T3ster. T3ster ແມ່ນອຸປະກອນການທົດສອບທາງການຄ້າທີ່ອອກແບບມາໂດຍສະເພາະສໍາລັບການຕິດຕາມການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນ. ມັນໃຊ້ວິທີການທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນຫນ້ານີ້ເພື່ອຄິດໄລ່ການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນ.

ຮູບທີ 7 ແຜນວາດວົງຈອນ

7​, ຜົນ​ການ​ປຽບ​ທຽບ​ທີ່​ຮ້ອນ​

ວັດແທກຜົນຕອບຮັບຄວາມຮ້ອນຂອງແຕ່ລະອຸປະກອນພາຍໃຕ້ສອງເງື່ອນໄຂ:

200 ມມ TIM

700 ມມ TIM

ຈຸດປະສົງຂອງການວັດແທກທັງສອງນີ້ແມ່ນເພື່ອກໍານົດວ່າການຫຸ້ມຫໍ່ໃດໃນລະບົບຄວບຄຸມທີ່ໃຫ້ມີການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າ, ແລະການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນໃດສາມາດຖືກປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດໂດຍຜ່ານວິທີການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນພາຍນອກ. ມັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການສັງເກດເຫັນວ່າຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ສາມາດໃຊ້ໄດ້ກັບທຸກຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ, ແຕ່ແມ່ນສະເພາະກັບຂອບເຂດຄວາມຮ້ອນທີ່ໄດ້ກ່າວມາ.

ການປຽບທຽບການຫຸ້ມຫໍ່ໂດຍໃຊ້ 200 μ m TIM ຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນ.

ສໍາລັບການປະຕິບັດການທົດສອບຄັ້ງທໍາອິດ, ແຕ່ລະອຸປະກອນໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງໃສ່ຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນນ້ໍາເຢັນໂດຍໃຊ້ TIM 200 μm. ແຕ່ລະອຸປະກອນໄດ້ຮັບກໍາມະຈອນ 2A ຈົນກ່ວາມັນມາຮອດສະຖານະຄົງທີ່. T3ster ຕິດຕາມກວດກາ Vsd ໃນລະຫວ່າງການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນແລະເຊື່ອມໂຍງມັນໃນທາງກັບກັນກັບເສັ້ນໂຄ້ງການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນຂອງລະບົບ. ມູນຄ່າການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນຄົງທີ່ຂອງການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນເທິງແມ່ນ ~ 4.13 ℃ / W, ໃນຂະນະທີ່ຄ່າຂອງ SO8FL ແມ່ນ ~ 25.27 ℃ / W. ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສໍາຄັນນີ້ແມ່ນສອດຄ່ອງກັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຄາດໄວ້, ຍ້ອນວ່າຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງສຸດແມ່ນຕິດໂດຍກົງໃສ່ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງແລະຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຄວາມຮ້ອນຂະຫນາດໃຫຍ່, ບັນລຸການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ດີ. ສໍາລັບ SO8FL, ເນື່ອງຈາກການນໍາຄວາມຮ້ອນຂອງ PCB ບໍ່ດີ, ຜົນກະທົບການນໍາຄວາມຮ້ອນແມ່ນບໍ່ດີ.

ເພື່ອຊ່ວຍໃຫ້ເຂົ້າໃຈວິທີການນໍາໃຊ້ຂໍ້ໄດ້ປຽບເຫຼົ່ານີ້ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ, ມູນຄ່າການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ກັບຈໍານວນພະລັງງານທີ່ອຸປະກອນແຕ່ລະຄົນສາມາດທົນໄດ້. ພະລັງງານທີ່ຕ້ອງການເພື່ອເພີ່ມ Tj ຈາກອຸນຫະພູມ coolant ຂອງ 23 ℃ກັບອຸນຫະພູມປະຕິບັດງານສູງສຸດຂອງ 175 ℃ແມ່ນຄິດໄລ່ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

ຫມາຍເຫດ: ຄວາມແຕກຕ່າງກັນພະລັງງານນີ້ແມ່ນຄາດວ່າຈະຢູ່ໃນລະບົບຄວາມຮ້ອນສະເພາະນີ້.

ໃນລະບົບຄວາມຮ້ອນນີ້, ຫນ່ວຍລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ານເທິງສາມາດຈັດການພະລັງງານ 6 ເທົ່າຂອງ SO8FL. ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນສະຖານທີ່, ນີ້ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໃນຫຼາຍວິທີທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ນີ້ແມ່ນບາງຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງມັນ:

ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າທີ່ຕ້ອງການຄົງທີ່, ເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດຂອງພະລັງງານທີ່ປັບປຸງ, ເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນຂະຫນາດນ້ອຍສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເມື່ອທຽບກັບ SO8FL. ນີ້ອາດຈະເຮັດໃຫ້ການປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ.

ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການສະຫນອງພະລັງງານຂອງຮູບແບບສະຫຼັບ, ຄວາມຖີ່ຂອງການສະຫຼັບສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຂອບຄວາມຮ້ອນທີ່ຄ້າຍຄືກັນ.

ສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພະລັງງານທີ່ສູງກວ່າທີ່ເດີມບໍ່ເຫມາະສົມກັບ SO8FL.

ເມື່ອຂະຫນາດຂອງຊິບຄົງທີ່, ອົງປະກອບເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງສຸດຈະມີຂອບຄວາມປອດໄພສູງກວ່າເມື່ອທຽບກັບ SO8FL, ແລະເຮັດວຽກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາພາຍໃຕ້ຄວາມຕ້ອງການໃນປະຈຸບັນ.

ຮູບ 8 ເສັ້ນໂຄ້ງຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນໂດຍໃຊ້ 200 μ m TIM

ຮູບທີ 9 ເສັ້ນໂຄ້ງການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມໂດຍໃຊ້ 200 μ m TIM

     

ການປຽບທຽບການຫຸ້ມຫໍ່ໂດຍໃຊ້ TIM 700 μ m ຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນ.

ການປະຕິບັດການທົດສອບອີກອັນຫນຶ່ງແມ່ນໄດ້ດໍາເນີນໂດຍໃຊ້ຄວາມຫນາ TIM ຂອງ 700 μ m. ນີ້ແມ່ນການປຽບທຽບການປ່ຽນແປງການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນກັບການທົດສອບ 200 μ m TIM ເພື່ອກວດສອບຜົນກະທົບຂອງວິທີການລະບາຍຄວາມຮ້ອນພາຍນອກໃນແຕ່ລະຊຸດ. ການປະຕິບັດການທົດສອບເຮັດໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: ອົງປະກອບຂອງເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງແມ່ນ 6.51 ℃ / W, ແລະ SO8FL ແມ່ນ 25.57 ℃ / W. ສໍາລັບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງ, ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງສອງປະຕິບັດການ TIM ແມ່ນ 2.38 ℃ / W, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງ SO8FL ແມ່ນ 0.3 ℃ / W. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າວິທີການລະບາຍຄວາມຮ້ອນພາຍນອກມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ອົງປະກອບຂອງເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງ, ແຕ່ມີຜົນກະທົບເລັກນ້ອຍຕໍ່ SO8FL. ນີ້ຍັງຄາດວ່າຈະເປັນ, ຍ້ອນວ່າການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນເທິງແມ່ນອີງໃສ່ຕົ້ນຕໍການຕໍ່ຕ້ານຄວາມຮ້ອນຂອງຊັ້ນ TIM. ເມື່ອປຽບທຽບກັບເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນ, TIM ມີການນໍາຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາ. ດັ່ງນັ້ນ, ເມື່ອຄວາມຫນາເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຈະເພີ່ມຂຶ້ນ, ເຮັດໃຫ້ Rth ສູງຂຶ້ນ.

ການປ່ຽນແປງ SO8FL TIM ເກີດຂຶ້ນລະຫວ່າງແຜ່ນວົງຈອນແລະຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນ. ຄວາມຮ້ອນຈາກອົງປະກອບຂອງມັນຕ້ອງຂະຫຍາຍພັນຜ່ານກະດານວົງຈອນເພື່ອເຂົ້າຫາ TIM ແລະຊຸດຄວາມຮ້ອນ, ດັ່ງນັ້ນການປ່ຽນແປງຄວາມຫນາແຫນ້ນມີຜົນກະທົບເລັກນ້ອຍຕໍ່ການຕໍ່ຕ້ານຄວາມຮ້ອນຂອງເສັ້ນທາງຄວາມຮ້ອນຕົ້ນຕໍ. ດັ່ງນັ້ນ, ການປ່ຽນແປງໃນການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນແມ່ນຫນ້ອຍຫຼາຍ.

ການປ່ຽນແປງການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນທີ່ເກີດຈາກການປ່ຽນແປງຄວາມຫນາຂອງ TIM ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງປະໂຫຍດໂດຍລວມຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງ. TCPAK57 ມີກອບນໍາທີ່ເປີດເຜີຍຢູ່ເທິງສຸດຂອງຊຸດ, ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ການຄວບຄຸມການຕໍ່ຕ້ານຄວາມຮ້ອນຂອງເສັ້ນທາງຄວາມຮ້ອນໄດ້ດີຂຶ້ນ. ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະແລະວິທີການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ, ຄຸນນະສົມບັດນີ້ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນ. ໃນທາງກັບກັນ, ນີ້ຈະສະຫນອງຄວາມສາມາດຂອງພະລັງງານທີ່ຄວບຄຸມໄດ້ແລະເປັນປະໂຫຍດຫຼາຍຂຶ້ນ. SO8FL ແລະອຸປະກອນ SMD ທີ່ຄ້າຍຄືກັນແມ່ນຍາກທີ່ຈະ dissipate ຄວາມຮ້ອນຜ່ານກະດານວົງຈອນທີ່ເຂົາເຈົ້າຢູ່, ຂຶ້ນກັບລັກສະນະຂອງ PCB ໄດ້. ນີ້ແມ່ນປັດໃຈທີ່ບໍ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້, ຍ້ອນວ່າມີຕົວແປອື່ນໆທີ່ຈະພິຈາລະນາໃນການອອກແບບ PCB ນອກເຫນືອຈາກການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ.

ຮູບທີ 10 ເສັ້ນໂຄ້ງການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມໂດຍໃຊ້ 700 μ m TIM

ຮູບທີ 11 ເສັ້ນໂຄ້ງການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມໂດຍໃຊ້ 700 μ m TIM

8. ສະຫຼຸບຈຸດສໍາຄັນ

ຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງສາມາດຫຼີກເວັ້ນການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນຜ່ານ PCB, ຫຍໍ້ເສັ້ນທາງຄວາມຮ້ອນຈາກຊິບໄປຫາອຸປະກອນລະບາຍຄວາມຮ້ອນ, ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນ. ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບຄຸນລັກສະນະຂອງເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນແລະອຸປະກອນການໂຕ້ຕອບຄວາມຮ້ອນ. ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາສາມາດນໍາເອົາຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຈໍານວນຫຼາຍ, ເຊັ່ນ:

ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າທີ່ຕ້ອງການຄົງທີ່, ເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດຂອງພະລັງງານທີ່ປັບປຸງ, ອຸປະກອນລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງຂະຫນາດນ້ອຍສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເມື່ອທຽບກັບ SMD ມາດຕະຖານ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ນີ້ອາດຈະເຮັດໃຫ້ການປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ.

ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການສະຫນອງພະລັງງານຂອງຮູບແບບສະຫຼັບ, ຄວາມຖີ່ຂອງການສະຫຼັບສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຂອບຄວາມຮ້ອນທີ່ຄ້າຍຄືກັນ.

ສາມາດໃຊ້ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພະລັງງານທີ່ສູງກວ່າບ່ອນທີ່ SMD ມາດຕະຖານບໍ່ເຫມາະສົມ.

ເມື່ອຂະຫນາດຂອງຊິບຄົງທີ່, ອົງປະກອບເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນເທິງສຸດຈະມີຂອບຄວາມປອດໄພສູງກວ່າເມື່ອທຽບກັບອຸປະກອນ SMD ທຽບເທົ່າ, ແລະເຮັດວຽກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາພາຍໃຕ້ຄວາມຕ້ອງການໃນປະຈຸບັນ.

ຄວາມສາມາດເພີ່ມປະສິດທິພາບການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ນີ້ແມ່ນບັນລຸໄດ້ໂດຍການປ່ຽນວັດສະດຸການໂຕ້ຕອບຄວາມຮ້ອນແລະ / ຫຼືຄວາມຫນາ. TIM ທີ່ບາງລົງ ແລະ/ຫຼື ການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ດີຂຶ້ນ, ການຕອບສະໜອງຄວາມຮ້ອນຈະຕໍ່າລົງ. ການຕອບສະຫນອງຄວາມຮ້ອນຍັງສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ໂດຍການປ່ຽນແປງລັກສະນະຂອງຊຸດຄວາມຮ້ອນ. ຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ານເທິງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນຜ່ານ PCB, ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນການຊ້ອນກັນຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງອຸປະກອນ. ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ານເທິງກໍາຈັດຄວາມຈໍາເປັນໃນການເຊື່ອມຕໍ່ຊຸດຄວາມຮ້ອນກັບດ້ານຫລັງຂອງ PCB, ຊ່ວຍໃຫ້ມີການຈັດລຽງຂອງອົງປະກອບທີ່ຫນາແຫນ້ນກວ່າໃນ PCB.